在人類呼吸,、生存的同時(shí),,古老的弓鰭魚正在守護(hù)著有助揭開人類進(jìn)化史和健康狀況的基因秘密。
美國密歇根州立大學(xué)的研究人員Ingo Braasch和Andrew Thompson領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)跨越三大洲、包含20多名研究人員的研究項(xiàng)目,收集了迄今為止最完整的弓鰭魚基因組圖,試圖破解其中一些謎團(tuán),。相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然—遺傳學(xué)》。
“這是我們首次擁有染色體級別的弓鰭魚基因組圖譜?!盉raasch說,這一信息非常重要,,因?yàn)檫@是被達(dá)爾文稱之為“活化石”的弓鰭魚的基因組圖譜,。
弓鰭魚從遠(yuǎn)古時(shí)代起到現(xiàn)在并非沒有進(jìn)化過,只是它進(jìn)化的速度比大多數(shù)魚類都慢,。這意味著,,與今天的斑馬魚相比,,弓鰭魚與數(shù)億年前魚類和人類共有的最后一個(gè)祖先有更多的共同點(diǎn),。
“許多關(guān)于人類健康和疾病的研究都是在模式生物上進(jìn)行的,,比如小鼠和斑馬魚,?!盩hompson說,科學(xué)家廣泛使用斑馬魚(一種硬骨魚)測試和發(fā)展關(guān)于人類健康的理論,而擁有更多關(guān)于弓鰭魚的基因信息有助于使斑馬魚成為更好的模式生物,。
“一旦你在斑馬魚身上識別出重要的基因和調(diào)控這些基因的元素,,很難在人類身上立刻找到它們的等價(jià)物,,而從斑馬魚到弓鰭魚再到人類,,更容易找到,?!?Thompson說,,比如,使魚產(chǎn)生魚鰾的基因,。
科學(xué)家相信,,魚類和人類共同的最后一個(gè)祖先擁有類似這種充滿空氣的器官,由此進(jìn)化出了人類的肺部,。
在Braasch等人的新研究中,,他們觀察到弓鰭魚魚鰾發(fā)育中的一個(gè)特定基因過程,,與已知的人類肺發(fā)育過程有著驚人的相似性。
“你在斑馬魚身上就很難找到這個(gè)器官發(fā)育中與人類相似的遺傳因素,,因?yàn)橛补囚~類的進(jìn)化率更高,?!盩hompson說。
Braasch團(tuán)隊(duì)還研究了另一種具有“活化石”之稱的呼吸空氣的魚——雀鱔,。通過對雀鱔和弓鰭魚基因組的分析,研究小組能夠找到與魚鰾和肺形成有關(guān)的基因在現(xiàn)代硬骨魚類中隱藏的位置,。
這些古老的魚類使研究人員能夠在已有的現(xiàn)代魚類模式生物和人類之間搭建一座更好的橋梁,。
此外,,研究人員指出,基因研究不應(yīng)局限在同一種類中,。比如,此前有研究指出,,生長成對四肢或鰭的脊椎動物都有一個(gè)共同的基因,,“人類使用它,,老鼠使用它,,到目前為止,所有被研究的魚類都使用它,,我們天真地預(yù)測弓鰭魚也如此”,。
但團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)卻并非如此,,“活化石”弓鰭魚進(jìn)化出了一種不同的生長成對鰭的方式。